DE1432776A1 - Zentrifugalabscheider - Google Patents

Description

US-Ser.No. 205,987
Convention date:
June 28, 1963

Dr. Expl.

Bird Machine Company, South Walpole, Massachusetts,

U.S.A.

Zentrifugalabscheider

Vorliegende Erfindung befaßt sich mit Zentrifugalabscheidern zum Abtrennen von Peststoffen aus !Flüssigkeiten, um Trockenstoffe herzustellen oder Flüssigkeiten zu klären. Sie hat insbesondere Druckabscheiderkonstruktionen zum Gegenstand, mit denen aich feststoffteilchen im Größenbereich von 3,2 mm (1/8 Zoll) länge und darüber bis hinab zum Mikromillimeterbereioh kontinuierlich über längere Zeiträume abscheiden lassen·

Tiele Herstellungsverfahren für Arzneimittel, Nahrungsmittel, Kunstharze, Metalle usw. werden ganz erheblich verbessert, und einige dieser Verfahren lassen sich überhaupt

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nur dann durchführen, wenn dabei eine Feststoff-Flüssigkeitstrennung unter hohem Druck, d.h. einem Druck von mehr als 1 atü (15 p.s.i.g.) bis in den Bereich von etwa 5-10 atü (75-150 p.s.i.g.) vorgenommen wird. Durch derartig hohe Drücke wird verhindert, daß bestimmte in Flüssigkeiten gelöste Stoffe ausfallen und die abzuscheidenden Feststoffe verunreinigen, und wird es außerdem möglich, die Flüssigkeit zu erwärmen, um die für die Zentrifugalabscheidung benötigten niedrigen Viskositäten zu erhalten.

Es ist sehr wünschenswert, daß ein Zentrifugalabscheider universell ausgebildet und ohne größere Änderungen für eine große Vielzahl verschiedenartiger Verfahren verwendbar ist, und daß er ohne Reparaturen über längere Zeiträume von etwa 10 000 Stunden und mehr betrieben werden kann. Andernfalls verteuert sich die Herstellung und Wartung solcher Maschinen ganz erheblich.

Ein restlos befriedigender Druckabscheider steht derzeit nicht zur Verfügung, da die speziellen Probleme der Abdichtung an den Stellen, wo die Antriebswelle des Abscheiders aus dem Druckgehäuse nach außen tritt, bisher noch nicht gelöst werden konnten. In den im Gehäuse unter Druck gehaltenen Behandlungsflüssigkeiten oder -gasen sind stets Feststoffe dispergiert, die im FaIl^ eines Aussickerns der Flüssigkeit oder des Gases

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sich in den Dichtungen absetzen, so daß die Dichtungen sehr rasch verschleißen. Ferner sind viele Behandlungsgase explosiv, · schädlich oder sehr teuer, so daß ihr Verlust durch Abströmen in die Atmosphäre nicht tragbar ist. Andererseits ist ein Einsickern von Abdichtflüssigkeit aus einer Puff erdichtungskainmer ins Gehäuseinnere dann nicht tragbar, wenn die Dichtungsflüssigkeit mit dem betreffenden Verfahren nicht verträglich ist, während in vielen Fällen solche Flüssigkeiten zwar verträglich, zugleich aber schädlich, flüchtig oder kostspielig sind, so daß sie aus diesem Grunde ebenfalls als Dichtungsmittel für einen Universaldruckabscheider ungeeignet sind.

Kleine Mengen &n trockenem Inertgas wie Stickstoff oder Argon können zwar bei fast al2-~n Verfahren in Kauf genommen werden; wenn man jedoch derartige Gase als Pichtmittel in einer Dichtungskammer verwendet, so v/erden dsSurcii offenbar mehr Probleme geschaffen als gelöst. Es ist äußerst schwierig, Gas gegen Aussickern aus der Kammer in den Behandlungsraum und in die Atmosphäre abzudichten, und es wurde als untragbar kostspielig angesehen, eine universell anwendbare Dichtungskonstruktion zu schaffen, die über mehrere tausend Betriebsstunden, wie sie von kontinuierlich arbeitenden Abscheidern verlangt werden, standhalten. Labyrinthdichtungen und anderweitige Dichtungen mit Spiel kommen wegen der übermäßigen Leckverluste nicht in Frage. Im Falle von "Kontaktdichtungen¹' für Trockengas (worunter

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Dichtungen zu verstehen -sind, bei denen ein von einer Welle getragenes bewegtes Teil und ein am Gehäuse befestigtes oder abdichtend angebautes ortsfestes Teil zum Zwecke der Primärabdichtung in reibungsarmer Berührung miteinander gehalten werden) wird, wenn die gegeneinander bewegten Teile zu fest aneinander gedrückt werden, die Dichtung nach wenigen hundert Betriebsstunden zerstört, da keine Flussigkeitsschmierung stattfindet, während, wenn die Teile zu lose gegeneinander gepreßt werden, übermäßig große Mengen an Gas in das Abscheidergehäuse eindringen können, so daß das teure Gas verschwendet wird und mitunter das Verfahren abgebrochen oder Spezialausrüstungen für die Entfernung des Gases herangezogen werden müssen· Will man daher solche Kontaktdichtungen verwenden, so müssen die Primärdichtungsflachen genau auf eine kritische leichte Belastung eingestellt werden, was sich im Hinblick auf die\lange Lebensdauer, die für zahlreiche mit Zentrifugalabscheidern arbeitende Verfahren erforderlich ist, als undurchführbar oder unzweckmäßig erweist. Ferner sind die üblichen Flächenkontaktdichtungen für Gase äußerst kostspielig in der Herstellung.

Zusätzlich zu den vorgenannten Problemen, die bei sämtlichen Druckzentrifugen auftreten, hat man es mit weiteren ungelösten Problemen in solchen Fällen zu tun, wo Vollwandbecherzentrifugen mit Innenförderer verwendet werden, wie es vorzugsweise besonders dann geschieht, wenn praktisch trockene Fest-

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stoffe kontinuierlich, gewonnen werden müssen. Eines dieser Probleme ergibt sich daraus, daß solche Zentrifugen zwei hoohtourige, konzentrisch angeordnete Horizontaldrehachsen "benötigen, die mit verschiedenen Drehzahlen laufen und deren äußere den Zentrifugenbeeher und deren innere eine Förderschnecke trägt. In diesem Iall4 nn*ß man nicht nur die Außenseite der Becherachse gegen das Gehäuse abdichten.sondern auch sicherstellen, daß das Yerfahrensgas und die feststoffe nicht zwischen den Achsen entweichen können. Ferner mui3 eine für solche Zentrifugen verwendete Dichtung klein ausgebildet sein, da die länge und Masse der bewegten Teile nicht nur zu den Herstellungskosten der Maschine beiträgt sondern auch die Drehzahlen, mit denen die Masohine maximal arbeiten kann, begrenzt.

Derartige kontinuierlich arbeitende» Vollwandbecherzentrifugen in kleinen Größen, beispielsweise mit Betriebsleistungen von 37,85 Liter (1Q Gallonen) pro Minute oder weniger, sind vorzugsweise als freitragende Konstruktion ausgebildet derart, daß der Becher und der Förderer frei in das Gehäuse hineinragen und nur an einem Ende abgestützt sind. Bei derartigen Konstruktionen (ibt der Gehäusegasdruck einen beträchtlichen Axialschub auf die Horizontalach.ee aus, was nach bisheriger Ansicht eine völlige TJmkonstruktion der bekannten Maschinen notwendig macht, um sie durch Einbau von Hauptschublagern für den Hochdruckbetrieb einzurichten, wodurch sich die Kosten derartiger Zentrifugen außerordentlich erhöhen.

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Die Erfindung hat es sich zur Hauptaufgabe gemacht, alle diese Probleme zu lösen oder zu vermeiden.

Die Erfindung sieht Maßnahmen vor, mit deren Hilfe Zentrifugalabscheider der verschiedenartigsten Grundausführungen so eingerichtet werden können, daß sie sich über einen weiten Bereich unterschiedlichster Verfahrensweisen und Drücke anwenden lassen, wobei eine Gasdientungsanordnung vorgesehen ist (obgleich die Erfindung ebenso gut auch mit Dichtungsflüssigkeit arbeiten kann), die eine lange Lebensdauer hat, billig zu reparieren ist und gewährleistet, daß wenig oder gar kein Gas in den Verfahrensraum und in die Atmosphäre aussickert. Insbesondere ermöglicht die Erfindung eine Belastung der Dichtung in genau dem erwünschten Ausmaß mit kontrollierter Feineinstellung zwecks richtigen Aufsitzens der Dichtung unabhängig vom jeweils herrschenden Verfahrensdruck.

Weiterhin gibt die Erfindung eine äußerst wirtschaftliche Vorrichtung zum Abdichten der Fördererachee gegen die Becherachse in Vollwandbecherabscheidern an, durch die ein Aussickern und Durchtreten von Feststoffen zwischen diesen Achsen verhindert und es dadurch möglich wird, Zentrifugen in Vollwandbecherausbildung für Hochdruckverfahren zu verwenden, was den Vorteil mit sich bringt, daß man trockenere Feststofferzeugnisse und in vielen Fällen einen höheren Wirkungsgrad erhält.

Außerdem sollen die Schubwirkungen des Gehäusedruckes auf freitragend horizontal angeordnete Vollwandbecherzentrifugen, und ebenso auch auf Zentrifugen, die an beiden Enden gelagert sind, beseitigt werden, so daß als Hauptwellenlager hochtourige Eadialkugellager verwendet werden können und derartige Zentrifugen für den Hochdruckbetrieb nicht umkonstruiert werden müssen.

Schließlich soll durch eine Kombination bestimmter Merkmale erreicht werden, daß man an derjenigen Stelle, wo die Dichtungen am ehesten zu versagen pflegen, kleine, zirkumferentiale Kontaktgasdichtungen als Primärabdichtung anordnen kann, die sich mit sehr viel geringeren Kosten erneuern und ersetzen lassen als Kontaktflächendichtungen.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß die Konstruktion einer leistungsfähigen Hochdruck-tTniversalzentrifuge maßgeblich durch die veränderliche Natur der im Abscheidergehäuse auftretenden Drücke bestimmt wird. Die Dichtungskammer hat auf der Gehäuseseite eine Dichtung, die für ein niedriges Druckgefälle, d.h. etwa 1/3 bis 1 atm (5-15 p.s.i.), bemessen sein soll j wenn der Druckunterschied über diese Dichtung den Sollwert wesentlich übersteigt, so verkürzt sich die Lebensdauer der Dichtung erheblich und tritt ein übermäßiges Lecken auf. Nicht nur werden für unterschiedliche Verfahren verschiedene Drücke.benötigt, sondern es ist auch unmöglich^in einem gegebenen Verfahren den Druck über eine längere Betriebsdauer

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konstant zu halten; vielmehr hat man mit Druckschwankungen um etwa die Hälfte bis das Zweifache des Solldruckes zu rechnen. Die Dichtungskammer auf der Welle an der Stelle, wo diese aus dem Gehäuse heraustritt, muß ein Puffermittel enthalten, dessen Druck höher ist als der Gehäusedruck, um das Eindringen von Feststoffen in die Dichtung zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß der Puffermitteldruck durch den Gehäusedruck reguliert wird, so daß an der kritischen Dichtung unabhängig vom jeweiligen Wert des Gehäusedruckes ein konstantes Druckgefälle erzeugt wird. Sodann kann die Dichtung so ausgebildet werden, daß die Druckmittelkräfte in vorhersagbarer Weise einwirken und die sich aus dem Druckgefälle ergebende Belastung der Dichtungselemente minimal klein und damit die Lebensdauer der Dichtung maximal lang wird.

Indem man den Druckregler einstellbar ausbildet, ist für eine gewisse Verstellbarkeit"gesorgt derart, daß das Aufsitzen der Dichtungen jeweils in der richtigen Weise auf die verschiedenen Arten von Puffermitteln vorabgestimmt werden kann, da bestimmte Gase sich schwieriger abdichten lassen als andere Gase und Flüssigkeiten.

Ein weiterer und sehr wichtiger Aspekt der Erfindung iet die E^^öckung, daß durch eine derartige Regulierung des Puffer-

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gasdruckes es möglich wird, eine Dichtung mit einer zirkumferentialen Primärdichtungsfläche zu verwenden. Derartige Dichtungen werden z.Zt. für Strahltriebwerke mit einer nutzbaren Lebensdauer von etwa 500 Stunden in Dichtungsöllagern massengefertigt und sind daher billig. Die Dauerhaftigkeit solcher Dichtungen hängt in sehr starkem Maße vom Druckgefälle ab. Trotz

der vorteilhaft niedrigen Kosten und kleinen Abmessungen, verglichen mit den sogenannten Flächendichtungen, haben diese Dichtungen bisher noch niemals in Zentrifugalabscheidern Anwendung gefunden. Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß sie sich dann erfolgreich für diesen Zweck verwenden lassen, wenn man die vorerwähnte Regulierung des Puffergasdruckes vorsieht·

Das vorgeschlagene Diohtungssystem erweist sich als besonders vorteilhaft in Verbindung mit dem Vollwandbecherabscheider, wobei eine zweite Gasdichtungskammer zwischen den beiden Wellen vorgesehen ist und diese zweite Kammer mit der äußeren Kammer in Verbindung steht, so daß der Druck in beiden Kammern durch, den Gehäusedruck reguliert wird.

Wenn man mit dem gehäusedruckregulierten Puffermitteldruck das äußere Ende der Becherwelle beaufschlagt, kann man den vom Gehäusedruck ausgeübten Schub, gleichgültig wie stark er ist, vollständig kompensieren, so daß man für die Lagerung der Bechernauptwelle lediglich hochtourige EadialkugeHager vorzusehen braucht, was die Verwendung der bekannten einfachen Absehe id erkonstruk ti onen ermöglicht.

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Erfindungsgemäß wird ferner ein besonders wirksames Regelsystem für den Druckausgleich und die Abdichtung des Puffermittels, gleichgültig ob Flüssigkeit oder Gas, sowie eine besonders wirksame Kombination aus Puffergasaystem und Dichtungskonstruktion für kleine Zentrifugalabscheider vorgeschlagen.

Die Erfindung ist nachstehend in ihrer bevorzugten Ausführungsform anhand einer kleinen, freitragenden Vollwandbecher-Hochdruckzentrifuge mit konzentrischen Wellen beschriebe^.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine teils im Schnitt .und teils schematisch dargestellte Seitenansicht des Abscheiders;

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der in der Maschine nach Fig. 1 verwendeten Dichtungskonstruktion?

Fig. 3 eine noch weiter vergrößerte, teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht des Umfangsdichtungsteiles in der Dichtungskonstruktion nach Fig. 2.

Die in Fig. 1 gezeigte Zentrifuge besteht aus einem ortsfesten Gehäuse 12 und zwei konzentrischen, horizontalachsigen rotierenden Elementen, und zwar einem Vollwandbeeher 14 und einer hohlnabigen Förderschnecke 16, deren Blattenden 17 so geformt sind, daß sie sich der Innenform des Bechers genau anpassen. Das Hochdruck-Verfahrensgas und die Speisesuspension werden durch ein ortsfestes Rohr 18 in die Förderernabe einge-

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leitet und unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft durch Löcher 20 in den Raum zwischen dem Förderer und dem Becher gedruckt. Die Suspension..wird gegen den Becher geschleudert, und die suspendierten Feststoffe setzen sich an der Becherwandimg- ab. Die Flüssigkeit fließt am einen Ende über einen Überlauf 22 nach außen ab, während die Förderschnecke 16, die über ein Differentialgetriebe 24 mit einer von der Becherdrehzahl etwas abweichenden Geschwindigkeit gedreht wird, die Feststoffe über den schrägen Teil 14' des Bechers zu einem vom Überlauf 22 radial nach innen beabstandeten Hebel 26 fördert, wo der Becher endet und die Feststoffe durch Zentrifugalkraft über den Auslaß 28 ausgestoßen werden.

Der Becher und die Förderschnecke sind bei dieser Ausführungsform "freitragend" angeordnet, d.h. jeweils nur an einem Ende abgestützt und gelagert, und zwar der Becher 14 durch die Becherwelle 30 und die Förderschnecke durch die konzentrisch in der Becherwelle angeordnete Fördererwelle 32. Zwei im Abstand voneinander angeordnete HauptlagerböcKe 34 und 36 tragen je ein hochtouriges Radialkugellager 38 bzw. 39, in denen die Becherwelle gelagert ist. Das Gehäuse für das Planetengetriebe 24 ist auf der Becherwelle zwischen den beiden Lagern befestigt. Die Fördererwelle 32, die mit niedrigerer Drehzahl rotiert als die Becherwelle 30, ist in Bezug auf die Becherwelle durch zwei Spurlager 40 und eine Buchse 15 gelagert.

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Die Becherwelle 30 mit dem daran befestigten Getriebe wird durch einen Flachriemen 42 angetrieben. Der durch das Getriebe erzeugte Gangunterschied zwischen der Becherwelle 30 und der Fördererwelle 32 wird durch eine Schaltwelle 44 geregelt.

An der Stelle, wo die Wellen 30 und 32 aus dem Gehäuse herausragen, befindet sich eine die Becherwelle 30 umgebende Dichtungskammer 46. Eine zweite Dichtungskammer 48 befindet sich zwischen der Becherwelle und der Fördererwelle 32. Die Verbindung zwischen den beiden Dichtungskammern wird durch Durchlässe 50 hergestellt, welche die Becherwelle 30 in Richtung zur Achsenmitte durchsetzen. An das Innere des Gehäuses ist eine Druckleitung 52, die ein Druckrelais 54 steuert, angeschlossen. Die Einlaßleitung 56 dieses Beiais .ist an eine Quelle 58 eines Druckmittels, in diesem FaIl^ eines Inertgases mit einem wesentlich oberhalb des Gehäusedruckes liegenden Dauerdruck, anschließbar· Der -Auslaß 60 des Relais besteht aus einer Bezugsdruckleitung, welche die nachstehend zu beschreibenden Regler betätigt. Das durch den Gehäusedruck gesteuerte Relais 54 erniedrigt den Gasdruck aus der Leitung soweit, daß er dem Druck in der Leitung 52 gleich wird, so daß die Bezugsdruckleitung 60 ein Gas führt, das weniger schädlich und kostspielig als das Gehäusegas sein kann, jedoch den gleichen Druck hat. Die Bezugsdruckleitung 60 verzweigt sich nach den

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beiden Druckreglern 62 und 64. Der Regler 62 ist an die Einlaßleitung 65 angeschlossen, die an eine Quelle eines Dichtungsgases oder anderweitigen Druckmittels, dessen Dauerdruck wesentlich höher als der Gehäusedruck ist, anschließbar ist. Dieser Regler beschickt über die Leitung 66 die Dichtungskammer 46. Der Regler 62 wird durch den Bezugsdruck in der Leitung 60 so gesteuert, daß der in der Leitung 66 herrschende Druck um einen geringen konstanten Betrag höher ist als der Gehäusedruck, und zwar unabhängig vom jeweils herrschenden Gehäusedruck und seinen Schwankungen. Der Regler 62 hat einen Handgriff 68, mit dem sich das Reduktionsverhältnis des Heglers über einen bestimmten Bereich von Übergenaueedrücken einstellen läßt, so daß die Belastung der Dichtungskammer verändert und dadurch das Aufsitzen der Dichtungsflächen eingestellt und das Lecken der Dichtung kontrolliert werden kann.

Am äußeren Ende 30' der Becherwelle befindet sich eine Ausgleichskammer 68, die ein auf die Stirnflächen 70, 72 und 74 der Becherwelle einen Einwärtsdruck ausübendes Puffermittel enthält. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Gesamtfläche dieser Stirnflächen gleich der Summe der Querschnittsflächen der Becherwelle und der Fördererwelle an der Stelle 76, wo die beiden Wellen aus dem Gehäuse herausragen· Der zweite Zweig der Bezugsdruckleitung ist an den Regler 64 angeschlossen. Dieser Regler ist mit einer Einlaßleitung 78 an eine Quelle eines

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Druckmittels 80 mit einem Dauerdruck, der wesentlich höher als der G-ehäusedruck ist, anschließbar. Der Regler 64 beschickt über die leitung 82 die Ausgleichskammer 68. Er wird durch den Bezugsdruck der Leitung 60 so gesteuert, daß der in der Leitung 82 herrschende Druck genau gleich dem Bezugsdruck und dem G-ehäusedruck ist. Der Regler 64 ist vorzugsweise nicht verstellbar, um sicherzustellen, daß die Puffer- oder Ausgleichswirkung nicht gestört wird.

Wie man in Pig. 2 und 3 sieht, besteht die Dichtungskammer 46, welche die Becherwelle 30 umgibt, aus einer an der Becherwelle befestigten zylindrischen Harthülse 33. Zwischen dieser Hälse und der Dichtungsringanordnung 84 besteht an der Stelle 86 eine Umfangsprimärdichtung mit geringem Druckgefälle. Der Dichtungsring bildet zugleich bei 88 eine Sekundärdichtung mit einer Wandung 90, wobei die aufeinanderliegenden Flächen der Dichtung 88 durch eine Feder 92 gegeneinandergedräckt werden. Die Wandung 90 ist auf ihrer einen Seite mit dem Gehäusedruck beaufschlagt und bildet mit ihrer anderen Seite das eine Ende der Dichtungskammer. Das andere Ende der Dichtungskämmer wird durch einen abdichtend auf der Becherwelle 30 befestigten Hartring 94 und einen mit diesem Ring 94 eine Flächendiehtung 98 bildenden Kohledichtungsring 96 gebildet. Der Dichtungsring 96 ist durch einen federnd ausweitbaren Balg 100 gehaltert, der an seinem anderen Ende an einer Verlängerung 102 der Wandung

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befestigt ist. Der dehnbare Balg bildet mit den anderen Flächen eine Kammer, die von der Niederdruckgefälleseite mit der Primärdichtung -86 und der Sekundärdichtung 88 bis zur Primärdichtung 98 auf der Hochdruckgefälleseite reicht. Die Speiseleitung 66 für das Dichtungsgas ist an diese Kammer angeschlossen, so daß in der Kammer ein Druck aufrechterhalten wird, der um einen geringen konstanten Betrag oberhalb des jeweiligen Gehäusedruckes liegt.

Wie man in Pig. 3 sieht, besteht die Dichtungsringanordnung 84 aus drei geteilten Kohleringen, dem Dichtungsring 104, dem Stützring 108 und dem Deckring 110. Der Dichtungsring 104 hat an demjenigen Teil seiner Zylinderfläche, der sich zunächst dem Gehäuse befindet, einen zylindrischen Dichtungsdamm 86·. Von diesem Dichtungsdamm, der eine axiale Länge von etwa 0,5 mm (0,02 Zoll) hat, verlaufen Pufferdruckschlitze 106 über die gesamte restliche Fläche des Ringes 104 und des Stützringes 108 axial nach rückwärts. Der am Außenumfang des Dichtungsringes befestigte Deckring 110 hat die gleiche axiale Länge wie der Dichtungsring. Eine Bandfeder 112 mit genau definierter Spannwirkung drückt den Deckring und den Dichtungsring auf die Hülse 33, so daß der Dichtungsdamm 86· die Hülse 33 unter Bildung der Primärdichtung 86 mit genau der richtigen Abdichtkraft faßt. Eine weitere Bandfeder 114 drückt den Stützring gegen die Hülse 33. Die gekrümmten Flächen sowohl des Dichtungsringes 104 als

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auch des Stützringes 108 fassen die Hülse, so daß die Dichtung in der richtigen Lage justiert wird und die Spannkräfte der Federn sich verteilen, während die Schlitze 106 dafür sorgen, daß das gesamte Druckgefälle am Damm 86' herrscht. In bekannter Weise werden die durch das Druckgefälle erzeugten wirksamen Kräfte durch die Schmalheit des Dammes 86· begrenzt. Ein sehr wichtiges Merkmal "besteht darin, daß der Regler 62 sicherstellt, daß das Druckgefälle der primären Umfangsdichtung auf einem im wesentlichen konstanten Mindestwert gehalten wird, so daß die Dichtung verschleißfrei dem erforderlichen Dauerbetrieb über Tausende von Stunden standhält.

Die Dichtungsringanordnung 84 bildet mittels eines zweiten Dammes 88' in der Stirnfläche des Dichtungsringes 104 zugleich die Sekundärdichtung 88 mit der Wandung 90. Durch Polster 116 werden die restlichen Teile des Dichtungsringes und des Deckringes in Bezug auf die Wandung 90 justiert, während der Dichtungsdruck am Damm 88· angreifen kann, wodurch sichergestellt wird, daß das Druckgefälle über eine nur kurze Länge der Dichtung herrscht.

Wie in fig. 2 gezeigt, hat der Dichtungsring 96 auf der

Hochdruckgefälleseite einen in der Mitte seiner Stirnfläche angeordneten Damm 118 sowie Durchlässe 120 sowie 122, die in Verbindung mit Rillen 120» und 122· dafür sorgen, daß das gesamte Druckgefälle an diesem Damm 118 herrscht. Diese Dichtung

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arbeitet mit hohem Druckgefälle, so daß eine Änderung im Gehäusedruck und eine entsprechende Änderung des Druckes in der Dichtungskammer eine prozentual viel kleinere Änderung der Belastung dieser Dichtung als bei der Niederdruckgefälledichtung, und folglich eine entsprechend geringere Abnützung hervorruft.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die zwischen der Fördererwelle 32 und der Becherwelle 30 bestehende zweite Dichtungskammer durch einen O-Ring 124 am Gehäuseende der Kammer und eine Kontaktdichtung 126 am anderen Ende gebildet. Die Schubkraft kann von der Fördererwelle auf die Becherwelle durch zwei billige Kugellager 40 mit Winkelberührung übertragen werden, da die Drehzahlunterschiede zwischen den beiden Wellen verhältnismäßig gering sind.

Ein sehr wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß man einen Zentrifugalabscheider nunmehr mit Niederdruckgefälle-Gasdichtungen ausrüsten kann, die unmittelbar am Gehäuse, wo am ehesten Versager auftreten, angeordnet sind, wobei insbesondere diese Gasdichtungen mit zirkumferentialem Primärkontakt ausgebildet sein können. Dies bringt die großen Vorteile geringer Kosten, kleiner Abmessungen und leichter Ersetzbarkeit mit sich. Die Erfindung bietet aber auch gewisse Vorteile in Fällen, wo ein flüssiges Dichtungsmittel verwendet wird.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen und gezeigten konstruktiven Einzelheiten beschränkt.

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Claims (13)

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Patentanspruch ei

1 .-^-Zentrifuge mit einem Druckgehäuse j mindestens einer aus dem Gehäuse herausragenden Drehwelle; einem im Gehäuse angeordneten, durch die V/elle angetriebenen Abscheiderteil; einer Einrichtung, durch welche die Welle mit einer solchen Drehzahl angetrieben wird* daß das Abscheiderteil hohe Trennkräfte erzeugt; Vorrichtungen, durch welche in das Gehäuse eine zu trennende Suspension und ein einen hohen Überdruck im Gehäuse aufrechterhaltendes Gas eingespeist werden können; und einer Flussigkeits- oder Gasdichtungskammer, welche die Welle an derjenigen Stelle, wo sie aus dem Gehäuse herausragt, umgibt und mit einem Dichtungsmittel gefüllt werden kann, dessen Druck höher ist als der im Gehäuse herrschende Druck, dadurch gekennzeichnet , daß eine Niederdruckgefälle-Kontaktdichtung zwischen der Drehwelle und dem Gehäuse die Kammer gegen Aussickern von Druckmittel in das Gehäuse abdichtet; daß eine Hochdruckgefälle-Kontaktdichtung zwischen einer' Wand«»g-der Dichtungskammer und der Drehwelle die Kammer gegen Aussickern von Druckmittel in die Atmosphäre abdichtet; daß eine Leitung an eine Torratsquelle eines Dichtungsmittels, dessen Druck höher ist als der Gehäusedruck, anschließbar ist; daß ein Druckregler mit seinem Einlaß an die genannte Leitung an-

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geschlossen ist und die Dichtungskammer mit Druckmittel beschickt; und daß eine durch den Gehäusedruck betätigte Steuer- · vorrichtung den Druckregler veranlaßt, den Dichtungsmitteldruck soweit zu erniedrigen, daß er jeweils um einen gegebenen konstanten Betrag über dem Gehäusedruck liegt derart, daß die Niederdruckgefälledichtung einer konstanten Belastung ausgesetzt ist.

2.-)· ZentrifugeSrgtey nach Anspruch 1 mit einem Vollwandbecher und einem darin angeordneten Förderer, einer den Becher tragenden, aus dem Gehäuse herausragenden Hohldrehwelle, einer konzentrisch innerhalb der Becherwelle angeordneten Fördererwelle und einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Vorrichtung, welche die beiden Wellen mit hohen, jedoch verschiedenen Drehzahlen antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Wellen eine zweite Plüssigkeits- oder Gasdichtungskammer vorgesehen ist, und daß die zweite Diohtungskammer über die Beoherwelle durchsetzende Durchlässe mit der ersten Diohtungskammer in Verbindung steht derart, daß in beiden Kammern im wesentlichen der gleiche Druck herrscht.

3.) Zentrifugalabscheider nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche den Betrag des vom Druckregler erzeugte konstanten, positiven Druckgefälles

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verändern derart, daß eine Anpassung an verschiedenartige Dichtungsmittel vorgenommen werden kann und für einen jeweils richtigen Sitz der Ifiederdruckgefälledichtung gesorgt wird.

4.) Zentrifugalabscheider nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtungsmittel ein Gas verwendet wird.

5.) Zentrifugalabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die liiederdruckgefälledichtung der ersten Dichtungskammer die Form allgemein zylindrischer, aufeinanderpassender Primärdichtungsflächen hat.

6.) Zentrifugalabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Drehwelle durch den Gehäusedruck mit einem nach auswärts gerichteten Axialschub beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Drehwelle eine besondere, dem Schub entgegengerichtete Fläche vorgesehen ist, die mit einer vom Gehäusedruck regulierten Ausgleichskraft beaufschlagt wird»

7.) Zentrifugalabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle horizontal angeordnet und ohne Spurlager drehbar gelagert ist»

8.) Zentrifugalabscheider nach Anspruch 6 oder 7» ö a d u r c h gekennzeichnet , daß die hohl ausgebildete Dreh—

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welle einen Vollwandzentrifugenbecher innerhalb des Gehäuses trägt und eine zweite Drehwelle haltert, die einen mit einer ▼on der Drehzahl der ersten Welle abweichenden Drehzahl rotierenden Förderer trägt, und daß ein Spurlager den Schub von der zweiten auf die erste Welle überträgt, wobei die besondere Fläche an der ersten Welle vorgesehen ist.

9·) Zentrifugalabscheider nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die besondere fläche im Abstand vom Gehäuse angeordnet ist und um sie herum eine Ausgleichskammer angeordnet ist.

10.) Zentrifugalabscheider nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammer mit einem unachädlichen Druckmittel gefüllt ist, dessen Druck durch einen ▼om Gehäusedruck betätigten Regler reguliert wird.

11.) Zentrifugalabscheider nach Anspruch 10, gekennzeichnet du roh eine Bezugsdruckleitung, deren Druck durch den Gehäusedruck reguliert wird und die sowohl den Diohtungskammerdruck als auch den Ausgleichskammerdruck steuert.

12·) Zentrifugalabscheider nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Regelung des Dichtungskammer druckes verstellbar ist, während die Regelung des Ausgleiohekaomerdruckee in Bezug auflden Bezugsdruck unveränderlich ist.

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13.) Zentrifugalabscheider nach Anspruch 6-12, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehwelle aus nur einem Ende des Gehäuses herausragt.

14·) Zentrifugalabscheider nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehwelle freitragend ausgebildet ist.

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